240MHzでのOIP3が 47dBm/50dBmのRF/IFアンプ - リニアテクノロジー

2013 年 10 月
こ の 号 の 内 容
超低静止電流(1.3µA)の
15V 昇降圧コンバータ 15
1 つのインダクタで正の入力電圧
を負の出力電圧に変換する反転
型 DC/DC コントローラ 20
第 23 期第 3 号
実装が容易で性能が保証される、
240MHz での OIP3 が
47dBm/50dBm の RF/IF アンプ
Greg Fung
低照度での太陽電池チャージャ
効率の向上 24
AC24V および AC12V の
照明装置でハロゲン球を
LED に置き換え 28
スマートフォン、テレビ、 GPS、Wi-Fi を介して伝送されるデータ量に対する需
要は増大する一方なので、通信インフラの限られた帯域幅はほぼ容量いっぱい
になっています。この需要の増加に応えるため、通信機器の設計者は、増える
一方のデータを限られた帯域幅に押し込むシステムを開発しますが、データレー
トの改善には代償が伴います。送信と受信のためのシグナル・チェーンにこれ
までよりも高い忠実度が必要になってくるのです。
アンプに関して言えば、元の信号を劣化させずに信号を忠実
に再生するには低いノイズと高い直線性が必要です。信号の
電力が小さいときは、不要なノイズのレベルを十分に低くして、
目的の信号をノイズフロアより高くする必要があります。信号レ
ベルが高いときは、アンプは不要な高調波と相互変調積によっ
て目的の信号がマスキングされないようにする必要がありま
す。LTC®6431-15 および LTC6430-15 は、これらの二つの
目標をともに達成しています。
LTC6431-15 および LTC6430-15 は、非常に高い OIP3(直
線性)と非常に低いノイズ特性を備えた 2 つの固定利得アンプ
です。LTC6431-15 が 50W 負荷を直接駆動できるシングルエ
ンドの無線周波数(RF)/ 中間周波数(IF)利得ブロックである
のに対して、LTC6430-15 はより大電力で線形帯域幅がさらに
広い RF/IF 差動利得ブロックです。これらの利得ブロックは最
高水準の性能と使いやすさを兼ね備えています。バイアス、イ
ンピーダンス整合、温度補償、および安定性をデバイス内部で
処理することで、実装の難しさを解消しています。
LT®3795 LEDドライバは LED のちらつきを発生させずに EMI のピーク値を低減します。12 ページを参照。
www.linear-tech.co.jp
(4 ページへ続く)
LTC6431-15 は 240MHz で標準 47dBm の OIP3 特性を誇ります。相
互変調積(IM3)が目的の信号を妨害しないように、実質的には IM3 を
ノイズフロアより低いレベルに抑えています。
(LTC6430/1-15、1 ページからの続き)
通信システムの感度が制限されます。通信シス
OUTPUT
単一トーンを入力する
と、出力に高調波が発
生します。
テム内のノイズ特性はノイズフィギュア(NF)で
評価しますが、これは出力での信号対ノイズの
NONLINEAR
AMP
FUNDAMENTAL
SOURCE
LOAD
x2
y = a1x + a2
FREQUENCY
AMPLITUDE
入力信号レベルが低いときは、ノイズによって
INPUT
図 1.非線形デバイスに
AMPLITUDE
低入力信号対応の低ノイズフィギュア
x3
+ a3
FUNDAMENTAL
2ND ORDER
3RD ORDER
FREQUENCY
電力比を入力での信号対ノイズの電力比で割っ
た値をデシベルで表したものです。アンプの入
OUTPUT
2 つのトーンを入力する
どの程度信号に加えるかを示す指標です。アン
と、出力に相互変調積が
プの NF は 0dB であるのが理想ですが、実際の
発生します。
NONLINEAR
AMP
MULTIPLE
TONES
SOURCE
アンプでは必ずノイズが加わるので、ノイズに
y = a1x + a2x2 + a3x3
FREQUENCY
よる性能低下を最小限に抑えることが目標にな
LOAD
AMPLITUDE
幅されます。NF はアンプ自体が不要なノイズを
INPUT
図 2.非線形デバイスに
AMPLITUDE
力には常にノイズがあり、目的の信号とともに増
UNDESIRABLE
IM3 PRODUCTS
2ND ORDER
FREQUENCY
ります。標準的な IF アンプのノイズフィギュアは
3dB∼12dB で す。LTC6431-15 と LTC643015が示すNFはどちらも240MHzで3.3dBです。
たとえば、非線形アンプに単一のトーン(単音)
注入すると、結果は目的の 2 つのトーンと数多く
を注入すると、得られる結果は目的のトーンとそ
の不要なトーンのはるかに複雑な混合信号とな
の高調波となります。通常、これらの高調波は目
り、これには 2 つのトーンの高調波、2 つの入力
直線性は、特定の周波数領域で目的の信号を
的のトーンと周波数が大きく異なるのでフィルタ
トーンの和と差、およびその他の相互変調積が
不要な信号から切り離す能力を制限します。入
で除去できます。非線形アンプに 2 つのトーンを
含まれます。
優れた OIP3 による IM 積の抑制
力信号レベルが高いと、目的の信号はノイズフ
ロアよりはるかに高いレベルまで上昇するので、
ノイズはそれほど問題ではありませんが、アンプ
80
の直線性は次第に重要になります。
60
10
OIP3 IN dBm
0
20
–10
DESIRED TONE
0
–20
–40
–60
–80
IM3 PRODUCT
–40
–50
–60
–80
–120
図 3.出力 3 次インターセプト・ポイント
(OIP3)
–30
–70
–100
–140
10 20 30
–30 –20 –10 0
INPUT POWER (dBm)
DESIRED SIGNAL
–20
AMPLITUDE (dB)
OUTPUT POWER (dBm)
40
–90
40
50
–100
200 210 220 230 240 250 260 270 280
FREQUENCY (MHz)
図 4.LTC6431-15 は 240MHz で 47dBm の OIP3 特性を誇
ります。2トーン信号の IM3 積が目的の信号を妨害しないよう
に、実質的には IM3 積をノイズフロアより低いレベルに抑えて
います。
4 | 2013年10月: LT Journal of Analog Innovation
設計特集
シングルエンドの LTC6431-15 は、フィルタの損失を補う IF アンプとして優れており、
バラン・トランスと組み合わせて使用した場合は A/D コンバータ・ドライバとして優れ
ています。LTC6431-15 は帯域幅が広いので、CATV 帯域全体をカバーできます。
Z1
Z2
Z1
INPUT
MATCH
図 5.入力および出力への整合回路網の追加
で、 OIP3 は非常に良好です。妨害信号または
Z2
隣接チャネルが近い周波数にある場合、IM3 積
OUTPUT
MATCH
INPUT
Z = 50Ω
OUTPUT
Z = 50Ω
TRADITIONAL
RF AMPLIFIER
f = 240MHz
の最小化は特に重要です。図 3 は、 IM3 積が目
的のトーンの 3 倍速く増加することを示していま
す。このため、アンプが目的の信号を歪ませず
に処理できる許容出力電力、したがって入力電
力は制限されます。
相互変調(IM3)積(2f1 – f2 および 2f2 – f1)は、
アンプの直線性は、ほとんどの場合、 3 次出力
これらの不要トーンの一部であり、特に厄介で
インターセプト・ポイント(OIP3)によって特
す。IM3 積は目的の信号の周波数の非常に近く
性 が 評 価されます。OIP3 は IM3 積 の 電 力 が
に存在することがあるので、フィルタで除去する
基本波の電力と交差する仮定の点(図 3)です。
ことはほとんど不可能です。
LTC6431-15 が示す IM3 積は非常に小さいの
ノイズ(NF で評価)は入力信号の振幅が小さい
ときのアンプの感度を制限するのに対して、直
線性(OIP3 で評価)は入力信号の振幅が大きい
ときの感度を制限します。これら 2 つの測定項目
(NF および OIP3)を総合して、特定の信号に
対するアンプの有益なダイナミックレンジを定義
します。
図 6.シングルエンドの IF アンプ
5V
VCC = 5V
1000pF
RF
CHOKE,
560nH
1000pF
LTC6431-15
RSOURCE
50Ω
RLOAD
50Ω
20
54
15
50
10
MAGNITUDE (dB)
OIP3 (dBm)
46
42
38
34
0
–5
–10
–15
–20
30
26
S PARAMETER
S11
S21
S12
S22
5
–25
200
0
400
600
FREQUENCY (MHz)
800
LTC6431-15 の OIP3 と周波数
1000
–30
0
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
FREQUENCY (GHz)
2
LTC6431-15 の S パラメータと周波数
図 7.LTC6431-15 の 100MHz∼1700MHzシングルエンド評価回路と性能
2013年10月: LT Journal of Analog Innovation | 5
LTC6430-15 は、高速、高分解能 A/D コンバータの A/D コンバータ・ドライバとして
優れています。これらのアプリケーションでの課題は、バッファのない A/D コンバータ
の入力を要求された入力電圧レベルまで駆動する一方で、 A/D コンバータの信号対
ノイズ比(SNR)
とスプリアス・フリー・ダイナミックレンジ(SFDR)を維持することです。
図 8.広帯域差動 14 ビット A/D コンバータ・
高い直線性により最も困難な通信上の問題を
VCM
5V
ドライバの簡略回路図
560nH
0402AF
60pF
GUANELLA
BALUN
1:1
1nF
VCC = 5V
150Ω
解決
49.9Ω
LTC6431-15 は 240MHz で 標 準 47dBm の
OIP3 特性を誇ります。IM3 積が目的の信号を
1nF
妨害しないように、実質的には IM3 積をノイズ
•
•
フロアより低いレベルに抑えています(図 4)。さ
350Ω
100nH
0402CS
LTC6430-15
LTC2158
ら に は、LTC6430-15 は 240MHz で 50dBm
というOIP3 特性を備えています。これら 2 つの
アンプは、 3.3dB の NFと組み合わされることに
よって、どちらも非常に広いダイナミックレンジ
200ps
を示します。大小いずれの信号レベルでも高い
忠実度を維持することにより、高データレートと
いう課題に対応しているのです。
実装が容易
RF/IF 利得段を実装するのは、これまで必ずし
も容易ではありませんでした。昔から、設計者は
まず回路のバイアスを検討する必要がありまし
た。LTC6431-15 の内部バイアス回路で必要
な電流は 5V 単電源でわずか 90mA であるのに
対して、LTC6430-15 に流れる電流は 5V 単電
源で 160mA です。
内部バイアス回路は、直線性の最大値に合わせ
図 9.LTC6430-15ドライバと
てデバイスの動作点を最適化します。温度補償
LTC2158-14、デュアル 14 ビット
A/D コンバータの複合評価回路
回路は、環境の変化に関わらず性能を維持し、
高温での電流の暴走を防ぎます。これらのデバ
イスには電圧レギュレータが内蔵されており、電
源電圧の変動による性能の変化が最小限に抑え
1000pF
60pF
0.1µF
1000pF
1:1
BALUN
GND
DNC
T_DIODE
LTC6430-15
DNC
を最小限に抑えるため、入力と出力でインピー
–OUT
1000pF
560nH
348Ω
BALUN = MaCom 1:1 TRANSFORMER MABA-007159
6 | 2013年10月: LT Journal of Analog Innovation
1000pF
0.1µF
VCC = 5V
VCM
ダンスも整合している必要があります。これは
LTC2158-14
従来から時間のかかる繰り返し作業です。通
AIN+
AIN–
DNC
DNC
–IN
GND
DNC
60pF
1000pF
RF/IF アンプは、電力の伝送を最大にして反射
1000pF
120nH
0402CS
DNC
DNC
DNC
–IN
0.1µF
49.9Ω
+OUT
DNC
VCC
100Ω
DIFFERENTIAL
560nH
DNC
DNC
VCC
DNC
DNC
GND
+IN
+IN
348Ω
GND
49.9Ω
られます。
GND
常、設計者は入力と出力に回路網を追加して、
アンプのインピーダンスをシステムのインピー
ダンス(通常 50Ω)に整合させる必要があります
設計特集
図 10.LTC6430-15 と
LTC2158 のドライバ /A/D
コンバータ複合ボードの
500MHz 単一トーン SFDR
および SNR(SNR = 61.5dB、
SFDR = 75.7dB)
(図 5)。これらの整合回路網を追加した結果、
今度はアンプの NFと OIP3 が変化します。妥当
なインピーダンス整合を実現するため、多くの
場合は NFと OIP3 が悪化することになります。
LTC6431-15 と LTC6430-15 の 2 つのアンプ
は、入力と出力のインピーダンスを 20MHz∼
1700MHz の帯域で内部整合されているので、
設計が簡単になると同時に NF および OIP3 が
維持されます。シングルエンドの LTC6431-15
は入力と出力が50Wに整合しているのに対して、
図 11.LTC6430-15 と
LTC2158 のドライバ /A/D
コンバータ複合ボードの IM3
積の 500MHz 2トーン測定
LTC6430-15 は入力と出力で 100Wの差動イン
(低い方の IM3 = –101dBfs、
ピーダンスに内部整合しています。これにより、
高い方の IM3 = –102dBfs)
これらのデバイスは整合素子を追加することな
く、さまざまなアプリケーションに容易に実装で
きます。
保証された安定性と性能
LTC6431-15 および LTC6430-15 は、当社の
アプリケーション回路に実装した場合には、無
条件で安定しています。LTC6431-15のAグレー
ド・バージョンは、240MHz での OIP3 特性を
個別に測定して、最小で 44dBm の OIP3 を保証
しています。同様に、LTC6430-15 の A グレー
ド・バージョンは、240MHz での OIP3 特性を
個別に測定して、最小で 47dBm の OIP3 を保証
表 1.A/D コンバータ・ドライバ評価回路の全周波数での結果の要約
しています。
LTC6430/LT2158 複合回路
LT2158A/D コンバータ単独
新しい種類の RF アンプ
周波数(MHz)
1M
SFDR
SNR
1M
SFDR
SNR
リニアテクノロジーには、ノイズと歪みを最小限
250
-87
73.8
63.1
-95
78
66.5
に抑えて低周波信号を処理する優れたオペアン
300
-86
77.5
62.8
-94
78
65.5
400
-87
75.0
62.3
-92
78
64.5
500
-101
75.7
61.5
-84
70
63.0
きませんが、最大 2GHz までの信号を増幅する
600
-88
72.0
60.7
-88
62.5
62.5
ことができます。オペアンプは、通常、200MHz
700
-92
67.5
60.0
-86
62.0
61.0
800
-94
84.0
59.5
-85
61.5
60.0
900
-82
73.0
58.6
-80
61.0
59.0
1000
-85
61.4
58.1
-83
60.5
58.0
プ方式のアンプを生み出してきた長い歴史があ
ります。LTC6431-15 および LTC6430-15 は、
オペアンプのように DC 信号を増幅することはで
を超える周波数で動作することは出来ません。
2013年10月: LT Journal of Analog Innovation | 7
LTC6430-15 は、適切な 2:1 バラン・トランス対を使用して、低ノイズ、低歪みで広帯域の
増幅を実現します。この平衡構成では、アンプは入力と出力で 50Ω に整合しています。平衡
構成には、マルチオクターブの広帯域アプリケーションでは非常に重要な 2 次の歪みを抑圧
できるという利点もあります。
BALUN_A = ADT2-1T FOR 50MHz TO 300MHz
BALUN_A = ADT2-1P FOR 300MHz TO 400MHz
BALUN_A = ADTL2-18 FOR 400MHz TO 1300MHz
ALL ARE MINI-CIRCUITS CD542 FOOTPRINT
R2
350Ω
DNC
DNC
–OUT
DNC
GND
DNC
–IN
C2
1000pF
C5
1000pF
ます。したがって、RF アンプ・ソリューションで
設定する必要があります。電圧帰還オペアンプ
は全体的なノイズおよび直線性が良好になりま
の利得を高くすると、その動作帯域幅はますま
す。LTC6430-15 および LTC6431-15 の 2 つ
す狭くなります。これに対して、当社の RF 方式
のアンプは、DC 結合性能を必要としない AC
アンプの利得は 15dB の固定電力利得を持って
信号アプリケーションの優れた解決策です。
PORT
OUTPUT
RFOUT
50Ω, SMA
L2
560nH
C6
0.1µF
VCC = 5V
OPTIONAL STABILITY
NETWORK
オペアンプでは、通常は負帰還をかけて利得を
います。RF ソリューションには利得調整を行う
• •
100Ω
DIFFERENTIAL
C4
1000pF
BALUN_A
DNC
DNC
C3
1000pF
T2
2:1
T_DIODE
LTC6430-15
DNC
C8
60pF
DNC
GND
DNC
BALUN_A
VCC
+OUT
DNC
DNC
100Ω
DIFFERENTIAL
RFIN
50Ω, SMA
L1
560nH
DNC
VCC
T1
1:2
DNC
R1
350Ω
+IN
PORT
INPUT
C7
60pF
GND
C1
1000pF
GND
図 12.入力 / 出力が 50Ω の平衡アンプ
LTC6430-15 の差動アプリケーション
LTC6430-15 の入力および出力を差動で構成
した回路は、さまざまなシステム・アプリケーショ
ンに応用することができます。以下の例では、
LTC6430-15 の直線性、低ノイズで広帯域の
性能が実証されています。
機能はありませんが、使用できる帯域幅はオペ
LTC6431-15 によるシングルエンド 50Ωアンプ
アンプが使用可能な帯域幅を大幅に超えてい
シングルエンドの LTC6431-15 は、多くのアプ
最初の例では、その差動出力が A/D コンバー
ます。
リケーションにとって理想的な解決策です。フィ
タの差動入力にぴったりとつながっています。
ルタの損失を補うIF アンプとして優れており、バ
LTC6430-15 は、内部で入力 / 出力が 100W の
オペアンプ は 高 インピ ーダンス の 負 荷 を 駆
動 する 目 的 で 設 計 され て い る の に 対して、
LTC6430/31 アンプは 50Ω 負荷を駆動可能で
あり、広い周波数範囲(20MHz∼1700MHz)
にわたって実際の電力を供給できます。オペア
ラン・トランスと組み合わせて使用した場合は
差動インピーダンスに整合しています。100W
A/D コンバータ・ドライバとして優れています。
は、高速 A/D コンバータを駆動するのに都合の
LTC6431-15 は帯域幅が広いので、 CATV 帯
良いインピーダンスです。次に、平衡構成で 2:1
域全体をカバーできます。
のバラン・トランスを使用した場合、LTC6430-
ンプとは異なり、この RF 重視の設計ではイン
図 6 にシングルエンド IF アンプを示し、図 7 に
ピーダンス整合を内部で行うので、入力にも出
LTC6431-15 の 100MHz∼1700MHz 用の評
力にも終端抵抗が不要です。入力に終端抵抗を
価ボードと性能を示します。
取り付けるとノイズが増加し、出力に終端抵抗
を取り付けると負荷に供給される電力が減衰し
8 | 2013年10月: LT Journal of Analog Innovation
15 は 50W に対して低歪みで広帯域の増幅を実
現します。最後に、1.33:1 のバラン・トランスを
使用した場合、 LTC6430-15 は 75W のシステ
ムに整合して、CATV の全帯域で広帯域増幅を
実現できます。
設計特集
ひとつのバラン・トランスで LTC6430-15 の全動作帯域をカバーできるものは存在しません。リニアテクノ
ロジーは、このアンプが目指す帯域幅をカバーする評価回路をいくつか用意しています。これらの評価回路
では、ベンチ特性評価を簡単にするため、入力と出力を 50Ω に変換しているので、LTC6430-15 をバラン・
トランスなしの純粋な差動アプリケーションで使用した場合の性能を示しています。
図 13.図 12 に示す平衡アンプの評価回路:50MHz∼300MHz(ADT2-1T バラン)
54
15
10
50
MAGNITUDE (dB)
OIP3 (dBm)
46
42
38
34
0
–5
–10
–15
–20
30
26
S PARAMETER
S11
S21
S12
S22
5
–25
0
100
200
300
FREQUENCY (MHz)
400
–30
500
0
100
200 300 400 500
FREQUENCY (MHz)
600
700
図 14.図 12 に示す平衡アンプの評価回路:300MHz∼1100MHz(ADTL2 バラン)
20
50
15
46
10
MAGNITUDE (dB)
OIP3 (dBm)
42
38
34
0
–5
–10
–15
–20
30
26
S PARAMETER
S11
S21
S12
S22
5
–25
0
200
400
600
FREQUENCY (MHz)
800
–30
1000
0
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
FREQUENCY (GHz)
2
図 15.図 12 に示す平衡アンプの評価回路:200MHz∼1500MHz(TCM2-43X バラン)
50
15
10
46
5
MAGNITUDE (dB)
OIP3 (dBm)
42
38
34
–5
–10
–15
–20
30
26
S PARAMETER
S11
S21
S12
S22
0
–25
0
0.25
1
0.5
0.75
FREQUENCY (GHz)
1.25
1.5
–30
0
100
200 300 400 500
FREQUENCY (MHz)
600
700
2013年10月: LT Journal of Analog Innovation | 9
ケーブルテレビはアンプに対して特有の課題を与えます。チャネル数が多いので 3 次の直線性に
優れていることが要求され、多オクターブ環境であるため、2 次成分も抑圧する必要があります。
LTC6430-15 は、1 対の 1.33:1 バラン・トランスを使用してデバイス固有の 100Ω 差動インピー
ダンスを 75Ω に変換することで、これらの課題を克服しています。
A/D コンバータ・ドライバ
C1
0.047µF
DNC
ことです。図 9 に示す評価回路での性能結果で
ト、 310Msps のデュアル A/D コンバータ)をそ
の全入力帯域幅にわたって駆動し、SFDR およ
MINI-CIRCUITS 1:1.33
•
100Ω
DIFFERENTIAL
DNC
VCC
DNC
DNC
DNC
GND
DNC
–OUT
示すように、LTC6430-15 は LTC2158(14 ビッ
BALUN_A = TC1.33-282+
FOR 50MHz TO 1000MHz
T2
1.33:1
C4
0.047µF
C5
1000pF
•
BALUN_A
DNC
C2
0.047µF
C3
0.047µF
T_DIODE
LTC6430-15
DNC
BALUN_A
DNC
+IN
GND
DNC
バータの信号対ノイズ比(SNR)とスプリアス・
フリー・ダイナミックレンジ(SFDR)を維持する
100Ω
DIFFERENTIAL
RFIN
75Ω,
CONNECTOR
+OUT
DNC
DNC
力電圧レベルまで駆動すると同時に、A/D コン
L1
560nH
DNC
VCC
のない A/D コンバータの入力を要求された入
T1
1:1.33
GND
これらのアプリケーションでの課題は、バッファ
PORT
INPUT
–IN
タの ADCドライバとして優れています(図 8)。
GND
LTC6430-15 は、高速、高分解能 A/D コンバー
PORT
OUTPUT
RFOUT
75Ω,
CONNECTOR
L2
560nH
C6
0.1µF
VCC = 5V
び SNR の低下を非常に小さく抑えることができ
ます(図 10)。
図 16.75Ω 入力および 75Ω 出力の 50MHz∼1000MHz CATV プッシュプル・アンプ
表 1 は、この高速、 高分解能 A/D コンバータ
の SNR および SFDR の低下が最小限であるこ
とを示しています。LTC6430-15 の高い直線性
のは存在しません。リニアテクノロジーは、この
(図 10 および 11)と低ノイズにより、設計者は
アンプが目指す帯域幅をカバーする評価回路
A/D コンバータ入力でのフィルタリングを最小
をいくつか用意しています(図 13∼15)。これら
限に抑えて A/D コンバータを駆動することがで
の評価回路では、ベンチ特性評価を簡単にする
きます。すべての測定は整合回路網の調整をす
ため、入力と出力を 50Ω に変換しているので、
ることなく、 1 つのアプリケーション回路で行わ
LTC6430-15 をバラン・トランスなしの純粋な
れています。このことは、 LTC6430-15 の広い
差動アプリケーションで使用した場合の性能を
帯域幅と直線性性能を実証しています。
示しています。
50Ω 負荷を駆動する平衡増幅器
その結果により、目的の周波数における正しい
LTC6430-15 は、適切な 2:1 バラン・トランス
対を使用して、低ノイズ、低歪みで広帯域の増
幅を実現します(図 12)。この平衡構成では、ア
ンプは入力と出力で 50Ω に整合しています。平
衡構成には、マルチオクターブの広帯域アプリ
ケーションでは非常に重要な 2 次の歪みを抑圧
バラン・トランスを選ぶことの重要性が分かりま
す。バラン・トランスは帯域幅が限られているの
で、 LTC6430-15 の性能を制限します。まとめ
ますと、これら 3 つの平衡回路は LTC6430-15
で得ることのできる直線性および広い帯域幅を
示しています。
CATV アプリケーション
CATV アプリケーションは、LTC6430-15 の汎
用性を示す最後の例です(図 16)。ケーブルテ
レビはアンプに対して特有の課題を与えます。
多くの場合、取り扱う周波数帯域は 4 オクター
ブを超えるので、アンプは 75Ω の環境に対して
平坦な利得とインピーダンス整合が必要です。
チャネル数が多いので 3 次の直線性に優れて
いることが要求され、多オクターブ環境である
ため、 2 次高調波成分も抑圧する必要がありま
す。LTC6430-15 は、1 対の 1.33:1 バラン・ト
ランスを使用してデバイス固有の 100Ω 差動イ
ンピーダンスを 75Ω に変換することで、これらの
課題を克服しています(図 17)。
2 次および 3 次の歪みが小さく低ノイズで利得
できるという利点もあります。
が平坦であることから、この回路は CATV の要
残 念 な がら、 ひとつ の バ ラン・トラン スで
わずか 800mW で済みます。
LTC6430-15 の全動作帯域をカバーできるも
10 | 2013年10月: LT Journal of Analog Innovation
求に対応できる上に、 5V 電源での消費電力は
設計特集
他 の RF 利 得 ブ ロックが GaAs トラン ジスタを 使 用して 製 造 さ れ て いる のと比 較して、
LTC6431-15 および LTC6430-15 は高性能 SiGe BiCMOS プロセスを使用して製造されてい
ます。シリコンベースのプロセスを使用すると、同程度の GaAs プロセスよりも再現性が向上
します。BiCMOS プロセスを採用することにより、リニアテクノロジーでは歪み消去、バイアス
制御、および電圧レギュレータの各機能をデバイスに組み込むことができます。
シリコンベースのプロセスによる再現性の向上
他の RF 利得ブロックが GaAsトランジスタを使
用して製造されているのと比較して、LTC6431-
15 お よ び LTC6430-15 は 高 性 能 SiGe
BiCMOS プロセスを使用して製造されていま
す。シリコンベースのプロセスを使用すると、同
程度の GaAs プロセスよりも再現性が向上しま
す。BiCMOS プロセスを採用することにより、リ
ニアテクノロジーでは歪み消去、バイアス制御、
および電圧レギュレータの各機能をデバイスに
組み込むことができます。
図 17.LTC6430-15 50MHz∼
まとめ
1000MHz CATV 評価回路および
性能結果
最 新 の 通 信 標 準 の 要 求 を 満 たし、 RF/IF 設
計 を 簡 略 化 するた め、 LTC6431-15 お よ び
50
MAGNITUDE (dB)
OIP3 (dBm)
38
34
0
–5
い条件で性能を保証されています。n
–10
–15
–20
30
–25
0
0
200
400
600
FREQUENCY (MHz)
800
–30
1000
–20
NOISE FIGURE (dB)
–40
–50
–60
–70
–80
–90
HD2 AVG
HD3 AVG
0
200
400
600
FREQUENCY (MHz)
0.25
1
0.5
0.75
FREQUENCY (GHz)
1.25
1.5
5
–30
–100
0
6
VCC = 5V
T = 25°C
POUT = 8dBm/TONE
–10
HD2 & HD3 (dBc)
います。これらは使いやすく汎用性があり、幅広
S PARAMETER
S11
S21
S12
S22
5
42
–110
最高のノイズ性能および直線性性能を達成して
10
46
26
LTC6430-15 は、最小の DC 電力損失でクラス
15
800
1000
4
3
2
VCC = 5V
T = 25°C
INCLUDES BALUN LOSS
1
0
0
200
400
600
FREQUENCY (MHz)
800
1000
2013年10月: LT Journal of Analog Innovation | 11